Конструкция и расчет оголовка колонны

При опирании главных балок на колонну сверху оголовок состоит из опорной плиты, вертикального несущего ребра и нижнего горизонтального ребра (рис. 5).

400 l p N =  кН b =200

Рис.5. Оголовок колонны

Плита оголовка строгается с обеих сторон и устанавливается на фрезерованный верхний торец колонны в сборе. Толщина плиты принимается  конструктивно 20-30 мм.

Принимаем толщину плиты оголовка  

Размеры плиты определяются размерами внешнего контура сечения стержня с напуском 15-20 мм с каждой стороны для приваривания плиты к стержню колонны швами высотой катета 6-8 мм.

Принимаем размер плиты оголовка 420×420 мм (т.к. главная балка h= 400+20= 420мм)

Нагрузка от главных балок N = 3492 кН воспринимается опорным ребром (два отдельных элемента l _p× b _p, приваренные к стенке колонны четырьмя вертикальными угловыми швами W-1).

Толщина опорного ребра из условия смятия:

где: .

b =20 мм - ширина опорного ребра балки.

R_p = R_un /γ_m =36,81 кН/см² – расчетное сопротивление стали смятию.

По ГОСТ 82-70^* принимаем толщину опорного ребра t_p =  6 мм

Требуемая длина сварного шва по металлу шва:

где:  кН/см²– несущая способность по металлу шва;

k_f =10 мм – катет сварного шва

Принимаем длину опорного ребра

Проверка стенки на срез вдоль ребра по двум плоскостям:

Так как условие прочности не выполняется, необходимо толщину стенки в пределах  увеличить. Для этого установим вставку в виде короткого сварного двутавра.

Толщина стенки сварного двутавра из условий среза:

Принимаем длину данного двутавра:

Для предотвращения возможных крутильных деформаций и перераспределения N на стенки и полки колонны, установим горизонтальную диафрагму в оголовке. Размеры ее принимаются конструктивно.

 

 

Список используемой литературы

1. Н.С. Москалев, Я.А. Пронозин. Металлические конструкции. Учебник / М.: АСВ, 2007 – 344с.

2. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР – М. 2000 – 96с.

3. ГОСТ 21.502-2007. Правила выполнения проектной и рабочей документации металлических конструкций. М. – 2008. – 19с.

4. Балочная площадка. Методические указания по курсовому проектированию. Часть 3. Центрально сжатая колонна / Томск, ТГАСУ. 2007 – 49с.

5. М.М. Копытов. Металлические конструкции каркасов одноэтажных зданий / гл. 12. Состав и общие правила оформления чертежей металлоконструкций / Учебное пособие. – Томск, ТГАСУ. 2012-316с.

6. Металлические конструкции: учебник / под ред. Ю.И. Кудишина. – М.,2007 – 384с.

7. СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*. М. – 2011 – 172с.